Hochdruck-Rückschlagventil

Was ist ein Hochdruck-Rückschlagventil?

Ein Hochdruck-Rückschlagventil ist ein Ventiltyp, der für einen hohen Druck von über 500 PSI ausgelegt ist und einen Rückfluss der Flüssigkeit verhindert. Ein Flüssigkeitsrückfluss tritt auf, wenn die Pumpe abgeschaltet wird, wodurch die Vorwärtsdruckenergie reduziert wird und die Flüssigkeit die Flussrichtung von vorwärts nach rückwärts ändern kann. Ein solcher Flüssigkeitsrückfluss kann zu Schäden führen, wie z. B. zur Verunreinigung der vorgelagerten Flüssigkeit oder zur Beeinträchtigung des Betriebs von Kessel und Pumpe. Hochdruck-Rückschlagventile sind sehr stark genug, um den hohen Drücken standzuhalten. Die hohe Festigkeit stellt sicher, dass das Ventil nicht zusammenbricht oder Flüssigkeit durch die angeschlossenen Elemente entweicht. Die Hersteller von Hochdruck-Rückschlagventilen verwenden für die Herstellung der Ventile starke Materialien wie Edelstahl, Sphäroguss, Kohlenstoffstahl, Gusseisen und andere. Für die inneren Teile wie Sitze und Ringe können auch andere Materialien wie Kunststoff und Gummi verwendet werden. Durch die Verwendung solcher weichen Materialien (Kunststoff und Gummi) ist das Hochdruck-Rückschlagventil für den Einsatz bei niedrigen Temperaturen und hohem Druck geeignet. Der Grund dafür ist, dass weiche Materialien eine geringe Beständigkeit gegenüber hohen Temperaturen aufweisen. Das Hochdruck-Rückschlagventil wird für den Einsatz bei hohen Temperaturen empfohlen, wenn die inneren Komponenten aus Metallen bestehen, die hohen Temperaturen standhalten können, ohne eine chemische Reaktion zu verursachen. 

Abbildung: Rückschlagventil für hohen Druck.

Bestandteile eines Hochdruck-Rückschlagventils 

Körper 

Das Gehäuse ist der Hauptbestandteil eines Hochdruck-Rückschlagventils und dient zur Aufnahme der inneren Komponenten. Das Gehäuse ist sehr stabil, da es aus starken Metallen wie Edelstahl und Kohlenstoffstahl hergestellt wird. Die hohe Festigkeit des Metalls macht das Ventilgehäuse stabil und widerstandsfähig gegen Schlagschäden, die durch herabfallende Gegenstände oder das Herabfallen des Hochdruck-Rückschlagventils verursacht werden können. Das Gehäuse enthält die Einlass- und Auslassöffnungen des Ventils. 

Motorhaube 

Dies ist ein weiterer Teil des Gehäuses, der auf der Oberseite des Ventils angebracht ist. Die Hersteller von Hochdruck-Rückschlagventilen verwenden für das Oberteil und das Gehäuse das gleiche Material. Dies verbessert die Kompatibilität der beiden Teile, wenn sie miteinander verbunden sind, und gewährleistet die gleiche Festigkeit und eine dichte Abdichtung gegen Leckagen. Bei Hochdruck-Rückschlagventilen werden das Gehäuse und die Haube mit verschiedenen Methoden verbunden, nämlich durch Verschraubung, Druckdichtung und Schweißen. Diese Verfahren werden von den Herstellern von Hochdruck-Rückschlagventilen für Ventile empfohlen, die zur Übertragung von Flüssigkeiten unter sehr hohem Druck eingesetzt werden. 

Scheibe 

Dies ist die Komponente eines Hochdruck-Rückschlagventils, die für das Öffnen des Flüssigkeitsstroms in Vorwärtsrichtung und das Schließen von Flüssigkeiten, die in die entgegengesetzte Richtung fließen, verantwortlich ist. Die Scheibe wird je nach Anwendungsbereich aus unterschiedlich starken Materialien hergestellt. 

Sitz 

Es handelt sich um ein Innenteil eines Hochdruck-Rückschlagventils, das die Sitzfläche des Ventiltellers bildet, wenn das Ventil geschlossen ist. Der Sitz verhindert auch, dass Flüssigkeit zwischen dem Gehäuse und dem Ventilteller austritt. Die Hersteller von Hochdruck-Rückschlagventilen verwenden für die Herstellung des Sitzes verschiedene Materialien. Das Sitzmaterial bestimmt, wo das Ventil am besten eingesetzt werden kann. 

Dichtung 

Dieses Teil befindet sich zwischen den Anschlussflächen des Gehäuses und des Rohrs sowie zwischen Gehäuse und Motorhaube. Es verhindert den Austritt von Flüssigkeiten, indem es eine dichte Abdichtung gewährleistet. 

Abbildung: Bestandteile eines Hochdruck-Rückschlagventils.

Wie funktioniert ein Hochdruck-Rückschlagventil? 

Ein Hochdruck-Rückschlagventil funktioniert nach dem Prinzip der Druckdifferenz. Nach diesem Prinzip lässt der Ventilteller Flüssigkeit durch das Ventil fließen, wenn der Druck vor dem Ventil höher ist als der Druck hinter dem Ventil. Die Druckenergie liefert mechanische Energie, die den Ventilteller nach oben drückt und einen ungehinderten Durchflussweg für die Flüssigkeit freigibt. Sobald die Scheibe den Durchflusskanal öffnet und der Ansaugdruck hoch bleibt, strömt die Flüssigkeit weiter durch das Hochdruck-Rückschlagventil. Wenn die Pumpe ausgeschaltet wird oder der Flüssigkeitsdruck sinkt, versucht der Flüssigkeitsstrom umzukehren und der Ventilteller kehrt in seine Sitzposition zurück, wo er einen Rückfluss verhindert. 

Abbildung: Funktionsweise eines Hochdruck-Rückschlagventils.

Typen von Hochdruck-Rückschlagventilen 

Hochdruck-Rückschlagventil 

Es handelt sich um ein Hochdruck-Rückschlagventil, das bei vollständiger Öffnung einen geringen Durchflusswiderstand bietet. Wie der Name schon sagt, schwingt der Ventilteller zum Öffnen und Schließen des Ventils, ähnlich wie bei einer Falltür. Der Ventilteller ist um ein Scharnier drehbar, das außerhalb des Ventilsitzes angebracht ist. Die Hersteller von Hochdruckrückschlagventilen verwenden auf dem Ventilteller eine Unterlegscheibe, die den größten Teil des Verschleißes aufnimmt. Das Stiftscharnier ist lose, um das Schließen der Klappenscheibe zu erleichtern, wenn der Flüssigkeitsdurchfluss auf Null reduziert wird. Hochdruck-Rückschlagklappen werden in horizontaler Richtung montiert, können aber auch in vertikaler Richtung eingebaut werden, solange die Klappenscheibe beim Schließen der Klappe nicht blockiert wird. Die Hersteller von Hochdruck-Rückschlagventilen empfehlen, diese Ventile dort einzusetzen, wo der Flüssigkeitsstrom nicht häufig in umgekehrter Richtung fließt, um ein Flattern des Ventils zu verhindern. Die Konstruktion dieses Hochdruckrückschlagventils verhindert, dass viskose Flüssigkeiten und Schmutz die Drehung der Klappenscheibe um das Scharnier beeinträchtigen.

Abbildung: Hochdruck-Rückschlagventil.

Hochdruck-Hub-Rückschlagventil 

Es handelt sich um ein Hochdruck-Rückschlagventil, bei dem die Flüssigkeit den Ventilteller von der Unterseite her öffnet. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass ein höherer Eingangsdruck als der Ausgangsdruck die Kraft erzeugt, die den Ventilteller gegen die Schwerkraft oder die Ventilfeder anhebt und den Flüssigkeitsdurchfluss ermöglicht. Wenn der Flüssigkeitsdruck sinkt, wird der Ventilteller durch die Ventilfeder, den Rückfluss und/oder die Schwerkraft in die Schließposition zurückgedrückt. Die Hersteller von Hochdruck-Rückschlagventilen konstruieren diese Ventile mit dem Vorteil, dass sie einen kurzen Hub benötigen, um das Ventil vollständig zu öffnen. Die Hersteller von Hochdruck-Rückschlagventilen konstruieren diese Ventile außerdem mit einer Führung, die den Ventilteller präzise nach unten in die Sitzposition bewegt. Das Problem mit dieser Führung ist, dass sie dazu neigt, Schmutz einzuschließen, was dazu führen kann, dass das Ventil offen bleibt, wenn der Flüssigkeitsdruck sinkt. Auch sehr viskose Flüssigkeiten können die Scheibe auf der Sperre festhalten und so das Schließen des Ventils behindern. Hochdruck-Rückschlagventile haben den Vorteil, dass sie im Gegensatz zu Rückschlagventilen nicht zum Zuschlagen neigen, und sie eignen sich für Anwendungen mit häufigen oder unregelmäßigen Flüssigkeitsumkehrungen. 

Abbildung: Hochdruck-Hub-Rückschlagventil.

Hochdruck-Rückschlagventil 

Dies ist eine besondere Art von Hochdruck-Rückschlagventil. Die Hersteller von Hochdruck-Rückschlagventilen produzieren dieses Ventil mit einem Steuermechanismus in Form eines Handrads oder Stellantriebs. Dieses Ventil soll genau wie andere Hochdruck-Rückschlagventile den Rückfluss von Flüssigkeiten verhindern. Der Steuermechanismus ermöglicht es, den Flüssigkeitsstrom trotz des Drucks zu schließen. Hochdruck-Rückschlagventile sind eine leichte Abwandlung der üblichen Durchgangsventile, bei denen die Spindel auf dem Ventilteller befestigt ist. Bei Hochdruck-Rückschlagventilen konstruieren die Hersteller den Spindelkopf jedoch schwimmend auf dem Ventilteller, d. h. er ist nicht befestigt. Da der Ventilteller nicht an der Ventilspindel befestigt ist, funktioniert er durch Anheben, so dass er sich frei auf und ab bewegt, wenn die Spindel zum Öffnen oder Schließen des Flüssigkeitsstroms eingestellt wird. Dies hilft bei der Steuerung des Flüssigkeitsstroms, aber wenn die Flüssigkeit versucht, in die entgegengesetzte Richtung zu fließen, reagiert die Scheibe schnell und blockiert die Flüssigkeit. Mit Hilfe des Steuermechanismus kann die Spindel auch nach unten gedreht werden, um die Scheibe zum Schließen zu zwingen und so je nach Bedarf den Vorwärts- oder Rückwärtsfluss der Flüssigkeit zu verhindern. 

Abbildung: Rückschlagventil für hohen Druck.

Federbelastetes Hochdruck-Rückschlagventil 

Es handelt sich um ein Hochdruck-Rückschlagventil, das mit Hilfe einer Feder geschlossen wird. Die Feder und die Scheibe arbeiten zusammen, wobei die Feder durch den Druck der Ansaugflüssigkeit zusammengedrückt wird, so dass sich die Scheibe nach vorne bewegen kann. Dadurch entsteht ein freier Raum, durch den die Flüssigkeit durch das Ventil fließen kann. Wenn der Druck der Ansaugflüssigkeit nachlässt, wird die Feder entlastet, so dass sie sich zurückbewegt und der Ventilteller sich in seine Schließposition bewegt, in der er den Rückfluss der Flüssigkeit verhindert. Hersteller von federbelasteten Hochdruck-Rückschlagventilen können die Feder verwenden, um ein Ventil zu konstruieren, das Y-förmig, in Reihe oder vertikal belastet ist. Ein Vorteil von federbelasteten Hochdruck-Rückschlagventilen ist, dass sie in vertikaler oder horizontaler Position installiert werden können, da sie nicht auf die Schwerkraft angewiesen sind, um zu schließen. 

Abbildung: Federbelastetes Hochdruck-Rückschlagventil.

Anwendungen von Hochdruck-Rückschlagventilen 

• Hochdruck-Rückschlagventile werden im Bergbau eingesetzt. 
• Sie werden in der Süßwasser- und Abwasseraufbereitung eingesetzt. 
• Sie werden in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie eingesetzt. 
• Sie werden bei der Brandbekämpfung eingesetzt.
• Hochdruck-Rückschlagventile werden in Dampfkraftwerken eingesetzt. 
• Sie werden in chemischen Verarbeitungsbetrieben eingesetzt. 
• Hochdruck-Rückschlagventile werden in der Öl- und Gasraffinerieindustrie eingesetzt. 
• Sie werden für den Transport von verflüssigtem Erdgas und Rohöl eingesetzt. 

Vorteile von Hochdruck-Rückschlagventilen 

• Sie können hohem Druck und hohen Temperaturen standhalten. 
• Sie sind frei von Flüssigkeitsrückfluss. 
• Aufgrund der dichten Abdichtungen und der verwendeten hochfesten Materialien kommt es nicht zu Leckagen. 
• Sie funktionieren automatisch. 
• Hochdruck-Rückschlagventile haben einen hohen Wirkungsgrad aufgrund des geringen Druckverlustes. 
• Diese Ventile halten den Arbeitsdruck aufrecht. 
• Hochdruck-Rückschlagventile sind vielseitig, da sie in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden können. 
• Sie sind leicht zu installieren und zu reparieren. 
• Sie sind langlebig, da sie im Falle eines Defekts repariert werden können. 
• Hochdruck-Rückschlagventile lassen sich sehr schnell öffnen und schließen. 

Nachteile von Hochdruck-Rückschlagventilen 

• Hochdruckrückschlagventile sind im Vergleich zu anderen Rückschlagventilen schwer. 
• Diese Ventile neigen dazu, Wasserschläge zu verursachen. 
• Sie funktionieren nicht gut bei pulsierendem Flüssigkeitsstrom. 
• Sie sind im Vergleich zu anderen Rückschlagventilen teurer. 

Fehlersuche bei Hochdruck-Rückschlagventilen 

Ventil vibriert/rasselt

• Hohe Flüssigkeitsgeschwindigkeit. Stellen Sie sicher, dass die Flüssigkeitsgeschwindigkeit den Angaben des Herstellers des Hochdruckrückschlagventils entspricht. 

Interner Flüssigkeitsaustritt 

• Fremdkörper im Ventil. Öffnen Sie das Ventil und entfernen Sie alle Fremdkörper. 
• Verschlissene O-Ringe. Ersetzen Sie die O-Ringe. 
• Beschädigter Sitz. Tauschen Sie den Sitz aus.

Austritt von Flüssigkeit nach außen 

• Lose Schrauben und Muttern. Ziehen Sie die Schrauben und Muttern mit dem vom Hersteller des Hochdruckrückschlagventils empfohlenen Drehmoment an. 
• Verschlissene Dichtung. Ersetzen Sie die Dichtung. 

Die Flüssigkeit fließt nicht durch das Hochdruck-Rückschlagventil 

• Falscher Einbau. Installieren Sie das Ventil so, dass die Durchflussrichtung der Flüssigkeit mit dem auf dem Ventil angegebenen Durchflusspfeil übereinstimmt. Befolgen Sie alle anderen Installationsanweisungen, die der Hersteller des Hochdruck-Rückschlagventils im Benutzerhandbuch angibt.
• Verstopfung der Rohrleitung. Überprüfen Sie das Rohr, das die Flüssigkeit zum Ventil führt, auf Verstopfungen und entfernen Sie alle Materialien, die den Flüssigkeitsstrom blockieren. 
• Geschlossenes nachgeschaltetes Ventil. Öffnen Sie das nachgeschaltete Ventil, um eine Druckdifferenz zu erzeugen. 
• Niedriger Saugstrom. Erhöhen Sie den Saugstromdruck auf den vom Hersteller des Hochdruck-Rückschlagventils empfohlenen Druckwert. 

Zusammenfassung 

Das Hochdruck-Rückschlagventil ist ein robustes Ventil, das den Rückfluss von Flüssigkeiten verhindern soll und für Hochdruckanwendungen über 500 PSI ausgelegt ist. Die Hersteller von Hochdruck-Rückschlagventilen konstruieren diesen Ventiltyp nach dem Prinzip der Druckdifferenz, bei dem sich der Ventilteller öffnet, wenn der Ansaugdruck den Ausgangsdruck übersteigt.

Dank dieses Funktionsprinzips funktioniert das Ventil automatisch ohne Ventilantrieb oder Handrad, mit Ausnahme eines Hochdruck-Rückschlagventils. Das Absperrventil verfügt über ein Handrad, mit dem der Flüssigkeitsstrom unabhängig vom Druckniveau gestoppt wird. Die Hersteller von Hochdruck-Rückschlagventilen verwenden für die Herstellung dieses Ventils starke metallische Werkstoffe, und das Ventil verfügt über Flansche für den Anschluss an die Rohrleitung. Außerdem kann das Ventil durch Schweißen mit dem Rohr verbunden werden.

Die verschiedenen Arten von Hochdruck-Rückschlagventilen sind u. a. Hochdruck-Rückschlagklappe, Hochdruck-Stopp-Rückschlagventil, Hochdruck-Hub-Rückschlagventil und federbelastetes Hochdruck-Rückschlagventil. Anwendungsbereiche für Hochdruck-Rückschlagventile sind unter anderem Öl und Gas, Abwasseraufbereitung, Chemie, Lebensmittel und Getränke, Brandbekämpfung, Bergbau und Dampfkraft. Die Vorteile beim Kauf eines Hochdruck-Rückschlagventils sind hohe Festigkeit, automatischer Betrieb, hohe Effizienz, keine Leckage, Fähigkeit zur Druckhaltung, kein Rückfluss und schneller Betrieb. Allerdings sind diese Ventile im Vergleich zu anderen Rückschlagventilen schwer und lassen den Flüssigkeitsdurchfluss nur in eine Richtung zu.